干燥器的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU題題 目目復(fù)式傳熱回轉(zhuǎn)圓筒干燥器設(shè)計(jì)TITLEDesign of double heat transfer rotary drum dryer學(xué) 院School專(zhuān)業(yè)班級(jí)Major&Class姓 名Name指導(dǎo)教師Supervisor20 年 月 日 論文獨(dú)創(chuàng)性聲明論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人所呈交的論文，是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)工作所取得的成果。除文中已特別加以注明引用的內(nèi)容外，論文中不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本

2、文的工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明并致謝。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。特此聲明。論文作者（簽名）： 年 月 日遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙I摘 要隨著化學(xué)工業(yè)日新月異的發(fā)展，干燥技術(shù)也將更趨近機(jī)械化、自動(dòng)化。而回轉(zhuǎn)圓筒干燥器由于其生產(chǎn)能力適應(yīng)范圍大，動(dòng)力消耗少，廣泛應(yīng)用于干燥各種顆粒狀固體。本文就煤的干燥對(duì)回轉(zhuǎn)圓筒干燥器作了一個(gè)詳細(xì)的分析和計(jì)算。在加熱方式上，選擇了復(fù)式傳熱，大大提高了傳熱效率，從而減小了干燥器龐大這一弱點(diǎn)，另外，本文比較了各種熱量傳遞方式，選擇了最優(yōu)傳熱；對(duì)機(jī)械裝置作了詳細(xì)的計(jì)算，并選擇配套的附屬裝置，更加完善了設(shè)計(jì)的完整性。只需改變熱風(fēng)量、熱

3、風(fēng)溫度，本文還可用于如化學(xué)肥料等固體類(lèi)的干燥。在設(shè)計(jì)時(shí)，也可以供具有相似熱傳遞或同類(lèi)裝置計(jì)算作參考。關(guān)鍵詞：干燥，煤，回轉(zhuǎn)圓筒，復(fù)式傳熱。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙IIAbstractDevelopment changes with each new day which along with the chemical industry, the dry technology also will draw close the mechanization,the automation. But the rotary cylindrical dryer because its produc

4、tivity adaption scope big, the power consumption are few, widely applies to the dry each kind of granulated solid.This article has made a detailed analysis and computation on the coal to the rotary cylindrical dryer. In heats up in the way, has chosen the duplicate heat transfer, greatly enhanced th

5、e heat transfer efficiency, thus reduced the water extractor huge this weakness, moreover, this article has compared each quantity of heat transfer mode, has chosen the most superior heat transfer; Makes music the detailed computation to the mechanism, and choice necessary supplementary installation

6、, more perfect design integrity.Only change the amount of hot wind, and the hot-blast temperature, this article also may use in like the chemical fertilizer and so on solid class dryness. When design, also may the sacrificial vessel have the similar heat transfer or the similar installment computati

7、on makes the reference.Key words:dry, coal, rotary cylindry, duplicate heat transfer.遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙I目錄1 1 緒論緒論.1 12 2 設(shè)計(jì)方案的論證設(shè)計(jì)方案的論證.2 23 3 主要參數(shù)的確定主要參數(shù)的確定.5 54 4 干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).7 74.1 內(nèi)筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .74.1.1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 .74.1.2 內(nèi)筒厚度的選取 .84.1.3 內(nèi)筒重量的計(jì)算 .94.1.4 彎矩與應(yīng)力計(jì)算 .104.1.5 筒體變形計(jì)算 .124.1.6 內(nèi)筒支撐件的設(shè)計(jì) .134.2 外

8、筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .154.2.1 外筒體的厚度確定 .154.2.2 保溫層的確定 .154.2.3 外筒體的載荷計(jì)算 .174.2.4 外筒體彎矩與應(yīng)力計(jì)算 .194.2.5 彎曲應(yīng)力計(jì)算 .214.2.6 筒體變形計(jì)算 .214.2.7 筒體安裝尺寸計(jì)算 .254.3 滾圈的設(shè)計(jì) .264.3.1 滾圈材料的選擇 .26遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙II4.3.2 滾圈的結(jié)構(gòu)形式 .264.3.3 滾圈、拖輪接觸應(yīng)力計(jì)算 .284.4 傳動(dòng)裝置的計(jì)算 .314.4.1 電動(dòng)機(jī)的選型 .314.4.2 減速器的選型 .334.4.3 齒輪的計(jì)算 .345 5 結(jié)論結(jié)論.3636參考文獻(xiàn)

9、參考文獻(xiàn).3737謝辭謝辭.3838遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙11 緒論時(shí)代在發(fā)展，人類(lèi)在前進(jìn)。煤是近現(xiàn)代的主要燃料，取暖、照明、工業(yè)無(wú)處不用。隨著人類(lèi)對(duì)煤的研究，發(fā)現(xiàn)了一種叫生物煤的煤混合物，其燃燒效率比較高。生物煤也就是在普通煤均勻地?fù)饺脘從┑任锪?，然后做成煤球，用于燃燒。但是煤的含水量必須較小，才能碎成粉粒，與鋸末均勻混合，這樣才能被壓成結(jié)實(shí)的煤球。在這個(gè)過(guò)程中，要使煤的含水量較小，就必須對(duì)煤進(jìn)行干燥。山東某廠家生產(chǎn)生物煤，要求把含水量15%的精煤、尾煤的混合物干燥成含水量小于或等于 3%；處理量是 3t/h。重點(diǎn)要求處理后的煤含水量一定不能大于3%。對(duì)于煤的干燥，在我國(guó)也有不

10、少應(yīng)用， 5060 年代所用的轉(zhuǎn)筒式、管式、灑落（豎井）式干燥機(jī)。 7080 年代我國(guó)引進(jìn)了沸騰床層式，螺旋式以及我們自己研制的 NXG（內(nèi)部新結(jié)構(gòu)）型轉(zhuǎn)筒式干燥器，取代了一些老設(shè)備，效果良好。 針對(duì)我國(guó)的干燥行業(yè)，我查閱了各種相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)干燥煤的機(jī)器外形龐大，而且熱利用率不高。所以，本設(shè)計(jì)主要就是從這兩方面入手，從傳熱、密封和保溫諸方面提高設(shè)備的熱利用率。熱利用率已提高，必然會(huì)使干燥器的體積減小。 熱利用率的高低主要由傳熱性能的好壞決定，為了改善傳熱方式，選擇了復(fù)式轉(zhuǎn)筒干燥器。它既有與氣流直接接觸的直接傳熱，也有通過(guò)筒壁的間接傳熱。顯然提高了熱利用率。轉(zhuǎn)動(dòng)體與固定體的密封一直困擾著人們的一

11、大問(wèn)題。密封效果不好，不僅影響熱利用率，而且還污染環(huán)境。保溫層欠佳，不少熱量流入了空中，一去不復(fù)返。而且還有可能影響到工人和機(jī)器的工作環(huán)境。對(duì)于這幾個(gè)方面，本設(shè)計(jì)綜合各途徑進(jìn)行最優(yōu)選擇和設(shè)計(jì)。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙22 設(shè)計(jì)方案的論證對(duì)于處理量為 3t/h，必須用較大型的設(shè)備才能達(dá)到。而煤不怕被污染，用熱煙氣就可以直接干燥。回轉(zhuǎn)圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。其生產(chǎn)流程圖可從圖 2-1 簡(jiǎn)單的表示。圖圖 2-12-1 回轉(zhuǎn)圓筒干燥器流程圖回轉(zhuǎn)圓筒干燥器流程圖1-1-燃燒爐燃燒爐 2-2-定泵給料器定泵給料器 3-3-浸料輸送機(jī)浸料輸送機(jī) 4 4 料斗料斗 5-5-干燥器

12、干燥器 6 6 斗式提升機(jī)斗式提升機(jī) 7-7-旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器 8-8-裝式除塵器裝式除塵器 9-9-引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī) 10-10-尾氣排空煙囪尾氣排空煙囪 11-11-聚脹環(huán)聚脹環(huán)干燥器根據(jù)被干燥物料的加熱方式可分為：直接傳熱、間接傳熱、復(fù)式傳熱和蒸汽煅燒等干燥器。而復(fù)式傳熱干燥器具有直接和間接傳熱的雙向特點(diǎn)，在此就采用復(fù)式傳熱干燥器，其工作簡(jiǎn)圖大致為圖 2-2。圖圖 2 2- -2 2 復(fù)復(fù)式式傳傳熱熱干干燥燥器器1 1- -燃燃燒燒爐爐 2 2- -排排風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 3 3- -外外殼殼 4 4- -十十字字形形管管遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙3 干燥器主要由外殼及十字?jǐn)嗝嬷醒雰?nèi)管所

13、組成。被干燥物料沿著外殼壁和中央內(nèi)管間的環(huán)狀空間移動(dòng)，煙道氣自燃燒爐進(jìn)入中央內(nèi)管，自左向右流動(dòng)，并將一部分熱量經(jīng)管壁傳給被干燥物料，然后進(jìn)入并通過(guò)環(huán)狀空間與被干燥物料之間接觸，而后又排風(fēng)機(jī)或煙囪排出。使用復(fù)式傳熱回轉(zhuǎn)圓筒干燥器可以減少周?chē)橘|(zhì)的熱損失，當(dāng)濕物料還不可能分散開(kāi)并劇烈地接受氣體中的熱量時(shí)，能先在熱表面上將濕物料強(qiáng)烈地加熱，同時(shí)利用內(nèi)圓筒來(lái)沉降帶來(lái)的粉塵和使氣體均勻。這樣必然提高了熱的傳導(dǎo)效率。在密封方面，選擇了徑向迷宮式密封圈。它通過(guò)讓熱氣流經(jīng)彎曲的通道產(chǎn)生流體阻力，是漏風(fēng)量減少。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有接觸面，不存在磨損，也不受轉(zhuǎn)筒竄動(dòng)的影響。保溫層使用了石棉，石棉質(zhì)輕，且保溫效果極佳

14、。不僅減輕了筒體的質(zhì)量，而且提高了熱利用率。本設(shè)計(jì)主要是從干燥的產(chǎn)量入手，通過(guò)水分的干燥速度，運(yùn)用熱學(xué)知識(shí)確定筒體幾何尺寸。而后，在進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)。本裝置在生產(chǎn)一種叫生物煤的產(chǎn)品過(guò)程中起干燥之用。生物煤是在普通的煤中混進(jìn)一些鋸末等。但是鋸末不能直接加到煤塊里，需要用水或者是通過(guò)壓力壓緊。采用這兩種方法都需要干燥，因?yàn)橹挥懈稍锏揭欢ǔ潭群蟛拍馨衙簤K壓得結(jié)實(shí)。而本裝置就是要把煤干燥到含水量小于 3%。在此就有必要對(duì)煤的一些干燥特性做一個(gè)描述，以及對(duì)煤炭干燥狀況作一簡(jiǎn)單介紹。煤炭中的水分大致分為內(nèi)在水分和外在水分，內(nèi)在水分是由原生植物形成煤炭時(shí)就存在于煤炭之中的水分；外在水分式附著在煤炭表面的水分或

15、存在于煤炭之間的水分以及在煤炭裂縫中殘留的水分，統(tǒng)稱(chēng)外在水分。脫除這種外在水分通常采用自然干燥、過(guò)濾、壓濾、離心分離以及熱力干燥等方法，在有的場(chǎng)合也采用熱力干燥，與其他方法相結(jié)合的脫水技術(shù)。熱力干燥是利用熱遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙4能將水分蒸發(fā)，所以它是降低煤中水分最有效的方法。煤的干燥設(shè)備有：5060 年代所用的轉(zhuǎn)筒式、管式、灑落（豎井）式干燥機(jī)。7080 年代我國(guó)引進(jìn)了沸騰床層式，螺旋式以及我們自己研制的 NXG（內(nèi)部新結(jié)構(gòu)）型轉(zhuǎn)筒式干燥器，取代了一些老設(shè)備，效果良好。煤的干燥主要目的是除去產(chǎn)品中的外在水分，使其便于儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸、加工利用以及防凍等。濕法選煤的選后產(chǎn)品都含有

16、大量的水分，經(jīng)一般脫水設(shè)備后，產(chǎn)品所含的水分還是相當(dāng)高的，如末煤經(jīng)離心機(jī)脫水后，一般只能把水分降低到 89%，而煤泥或浮選精美用真空過(guò)濾機(jī)脫水，濾餅水分也在 20%以上，即使采用一般的蒸汽加熱過(guò)濾設(shè)備，也只能把浮選精煤濾餅的水分降低到 17%左右。國(guó)外選煤廠對(duì)選煤產(chǎn)品進(jìn)行火力干燥，火力干燥法就是使熱空氣（煙氣）與濕煤接觸，在熱交換過(guò)程中將煤中水分蒸發(fā)掉。以降低煤的水分的方法。德國(guó)使用管式干燥器較多，而日本等國(guó)使用轉(zhuǎn)筒式干燥器較多。對(duì)于煤的上述特性，綜合各種用于干燥煤的干燥器，回轉(zhuǎn)圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。由于運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，操作彈性大，適應(yīng)性強(qiáng)、處理能力大。而此產(chǎn)品需要達(dá)到 3t/h

17、 的產(chǎn)量。我覺(jué)得選用 復(fù)式傳熱回轉(zhuǎn)圓筒 式干燥器比較有效率，而且經(jīng)濟(jì)。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙53 主要參數(shù)的確定被干燥物料名稱(chēng)：精煤，尾煤的混合物物料進(jìn)口含水量： 15%物料出口含水量： 3%產(chǎn)量：3t/h比重：視比重，除去煤塊之間的空隙時(shí)的比重。 真比重，沒(méi)有空隙的凈煤的比重 （2-1）真視78. 02 . 01 ：煤的入口溫度：試驗(yàn)地在山東，而且煤不能結(jié)冰，應(yīng)以較低的溫度來(lái)計(jì)算。故取 5 度。2 ：煤的出口溫度：參考實(shí)際生產(chǎn)中干燥器的技術(shù)數(shù)據(jù)，大部分都是在6080 度。而復(fù)式干燥器的熱效率比較高，故取75 度。煤的粒度由 冶金爐料手冊(cè) 查得混合煤的粒度為 050mm。Cs：煤

18、的比熱 在室溫下煤的比熱一般為 1.001.26KJ/(KgK)其值隨煤的煤化度、水分、灰分和溫度的變化而不同。由于煤在干燥過(guò)程中是一個(gè)升溫的過(guò)程。故取煤的比熱為 1.43KJ/(KgK)。 (約為 3.4Kcal/(KgK)。s：煤的堆積重度 810Kg/m3 (機(jī)械工程手冊(cè) 物料搬運(yùn) ） 由于煤在干燥的過(guò)程中不怕污染，煙道氣是比較經(jīng)濟(jì)的，而且是熱含量比較大的干燥介質(zhì)。 煙道氣通過(guò)重油燃燒得到，重油的選型：共有重油A.B.C 三種型號(hào)，質(zhì)量一次降低，考慮到實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選重油C。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)器的參數(shù)干燥煤時(shí)溫度取500800 度，由于本產(chǎn)品采用復(fù)式干燥，故取 t1=650 度。查熱

19、能手冊(cè) t=650C 時(shí)，煙氣的比熱 Cs=1.239KJ/(KgK),干燥器出口遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙6空氣在進(jìn)料端，而煤的入口溫度，為5 度，考慮到此干燥為逆流，接觸時(shí)間相對(duì)短暫，故取 t2=77 度（此煙道氣狀態(tài)下的濕球溫度是tw=67.8 度） 。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙74 干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)干燥器的結(jié)構(gòu)主要包括：內(nèi)筒、外筒、滾圈、支撐裝置動(dòng)力裝置及一些附屬結(jié)構(gòu)如密封裝置，進(jìn)料裝置等。4.1 內(nèi)筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對(duì)于復(fù)式干燥器，干燥器主要由外殼及十字?jǐn)嗝嬷醒雰?nèi)管所組成。被干燥物料沿著外殼壁和中央內(nèi)管間的環(huán)狀空間移動(dòng)，煙道氣自燃燒爐進(jìn)入中央內(nèi)管，自

20、左向右流動(dòng)，并將一部分熱量經(jīng)管壁傳給被干燥物料，然后進(jìn)入并通過(guò)環(huán)狀空間與被干燥物料直接接觸，而后由排風(fēng)機(jī)或煙囪排出。內(nèi)筒只是起過(guò)渡煙氣以及間接傳熱的作用，它不需要承受多大的力。但是它的位置有兩種情況，一種是內(nèi)筒與外筒相對(duì)靜止，即內(nèi)筒跟著外筒一起轉(zhuǎn)；另外一種就是內(nèi)筒靜止。這兩種情況都的把內(nèi)筒定位?？紤]到間接傳熱，所以處設(shè)想為第一種情況，即把內(nèi)筒固定在外筒壁上。由于筒長(zhǎng) 5m，故只需兩端支撐就行了。內(nèi)筒兩側(cè)分別被6 個(gè)支撐板支撐，支撐板焊接在內(nèi)筒上，內(nèi)筒外壁焊接抄板，使盡量多的煤能參與間接干燥，如圖4-1。圖圖 4 4- -1 1 內(nèi)內(nèi)筒筒外外筒筒間間支支撐撐板板排排列列從圖中可以看出，內(nèi)筒完全由

21、支撐板支撐，但支撐板的形式由各有千秋，如下圖 4-2 兩種格式。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙8圖圖 4 4- -2 2 支支撐撐板板的的兩兩種種形形式式第 2 種六個(gè)支撐板焊接在一個(gè)圓周上，然后通過(guò)螺釘固定在外筒壁上。這種方法的特點(diǎn)是：安裝簡(jiǎn)單，比較典型，但是在外筒圓周上能擋住煤的流動(dòng)。第 1 種方案，六個(gè)支撐板線(xiàn)焊接在內(nèi)筒周?chē)?，然后在通過(guò)螺釘固定在外筒壁上。這種方法的特點(diǎn)是：對(duì)煤的流動(dòng)不起什么影響，但是按轉(zhuǎn)的時(shí)候稍比第二種方案復(fù)雜。這是把第二種方案根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)的。所以選擇第一種方案。另外，根據(jù) 干燥設(shè)備手冊(cè) 選擇 Q245R 作為內(nèi)筒材料（由于它焊接性能比較好） 。4.1.2 內(nèi)

22、筒厚度的選取根據(jù)下表，由于內(nèi)筒不受太大的力的作用，故可以直接選擇表中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于內(nèi)筒直徑 D1=0.7m，內(nèi)筒體厚度 =8mm，驗(yàn)算：筒體的最小壁厚 （4-CRKs2min0707. 01） 式中：R筒體半徑， 0.7/2=0.35ms操作溫度下的屈服應(yīng)力（ kgf/cm2）C腐蝕裕度，取 C=0.3（cm）K抄板與筒壁的重量的比例系數(shù)，取1.6遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙9表表 4 4- -1 1 干干燥燥器器筒筒體體厚厚度度與與直直徑徑的的關(guān)關(guān)系系（統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)值值）筒體直徑D（m）11.11.31.3222.62.6333.63.34筒體厚度（mm）8101214161820/D

23、0.008 0.0090.00770.00920.0060.0070.00540.00620.00530.0060.0050.0060.005滾圈下筒體壁厚（mm）16202428323640對(duì)于 Q245R，常溫下 s=200 Mp在（650+75）/2=360C 下的溫度系數(shù)是 0.7，則在 360C 下應(yīng)力極限s 為：s=0.7200=140 Mpa=1400kgf/cm2。mmcm84 . 03 . 01400356 . 10707. 02min故內(nèi)筒體的壁厚取 8mm。4.1.3 內(nèi)筒重量的計(jì)算每米長(zhǎng)的自重為： qs=7.85（d+） （4-2）=7.85（0.7+0.008）0.0

24、08=0.14 t/m筒外裝有抄板，抄板可以加入筒體內(nèi)按均布載荷計(jì)算，為方便起見(jiàn)，可將此這合成 qs= 1.2 qs=1.20.14=0.168t/m。內(nèi)筒表面的物料重量，由間接傳熱部分的假定，煤只覆蓋了筒圓周的1/3，厚度大概為 10mm,則內(nèi)筒單位長(zhǎng)度上的 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙10煤的重量是： （4-3101031dqsw3）=8100.70.01/3=6 kg/m=0.006 t/m考慮到煤的分布不均勻性，為方便起見(jiàn)， （4-mtqqww/105 . 7006. 025. 125. 13114）那么內(nèi)筒的 重量為：q1=qs1+qw1=0.168+0.0075=0.176

25、 t/m. （4-5）4.1.4 彎矩與應(yīng)力計(jì)算筒體計(jì)算的假設(shè)：（1）將筒體體視作圓環(huán)截面水平連續(xù)。（2）不記物料中心對(duì)筒體軸線(xiàn)的偏移，不記筒體所受扭矩的作用。（3）按靜載荷計(jì)算。內(nèi)筒的受力情況與彎矩圖 4-3，4-4,4-5（假定支點(diǎn)往里靠 0.25m，受力對(duì)稱(chēng)） 。圖圖 4-3 內(nèi)內(nèi)筒筒受受力力情情況況示示意意圖圖遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙11圖圖 4-4 內(nèi)內(nèi)筒筒剪剪力力圖圖圖圖 4 4- -5 5 內(nèi)內(nèi)筒筒剪剪力力彎彎矩矩圖圖求 F1，F(xiàn)2： （4-)5 . 0()25. 05(2125. 02122222221ZFqqMZqFFF6）故 F1=440 kgf=4400N F

26、2=440 kgf=4400N.從彎矩圖 M 中可看出由三點(diǎn)的彎矩是極值，分別是兩支點(diǎn)和中點(diǎn)，故只需較核這三點(diǎn)的彎矩。由于受力是對(duì)稱(chēng)的，故：mNmkgfqMM555 . 525. 010176. 05 . 025. 02123221M中=Mmax=mNmkgfZFZq4400440)25. 05 . 2 (*4405 . 2*176*5 . 0)25. 02()2(21212彎曲應(yīng)力計(jì)算： （4-7）WKKMTs對(duì)于 Q245R，需用彎曲應(yīng)力 =100150kgf/cm2=1015MpaM 取最大彎矩 4400Nm；Ks 為焊縫強(qiáng)度系數(shù)，查表取 0.9（人工焊） ；遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論

27、文）用紙12表表 4 4- -2 2 焊焊縫縫強(qiáng)強(qiáng)度度系系數(shù)數(shù) K Ks s焊 接 方 法Ks人 工 焊0.90.95自 動(dòng) 焊0.951Kt 為溫度系數(shù)，對(duì)于筒體溫度為360C 時(shí)，取 0.7；表表 4 4- -3 3 A A3 3 鋼鋼板板的的溫溫度度系系數(shù)數(shù) K Kt t筒體溫度 C150200250300350400425450Kt10.920.830.750.70.630.570.47W 為筒體斷面模數(shù)， （4-8）)2()(324141111DDDW 7 . 0)008. 027 . 0()008. 07 . 0(3244W=3.1510E-3 m3 MPaMPa1022. 210

28、15. 37 . 09 . 044003故內(nèi)筒的受力滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，安全。4.1.5 筒體變形計(jì)算（1）筒體按均布載荷連續(xù)梁計(jì)算撓度如圖4-6。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙13圖圖 4 4- -6 6 筒筒體體受受力力情情況況示示意意圖圖 （4-9）)245(38424maxEIqZym式中：Zm 為梁的兩支點(diǎn)之間的長(zhǎng)度 5-0.252=4.5;=Zh/Zm=0.254.5=1/18;q=0.176 kg/m;在 75C 下，查表知鋼的 E=2.0510E6 kgf/cm2I 為筒體的慣性矩 （4-)2(6441411DDI10）434431012. 17 . 0)10827 . 0(6

29、4m則 my523104max1003. 4)181245(1012. 11005. 23845 . 4176mmmmmmmmZym/3 . 0/009. 01096. 8/1096. 85 . 41003. 4365max中間段滿(mǎn)足要求。（2）懸伸端撓度計(jì)算 （4-11）)245(38424EIqZymhZh=0.25m，則mmmyh693104108 . 3108 . 31012. 11005. 2825. 0176mmmZyhh/3 . 0105 . 125. 0108 . 356懸伸端也滿(mǎn)足要求， 故變形在安全范圍內(nèi)。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙144.1.6 內(nèi)筒支撐件的設(shè)計(jì)

30、由于內(nèi)筒要隨著外筒旋轉(zhuǎn)，而外筒傾斜地放在兩托輪上，這樣內(nèi)筒的軸線(xiàn)方向就必須固定，防止它下滑。根據(jù)前面1 中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可用 6 塊支撐板支住，然后用螺釘把他們固定在外筒壁上。但是由于溫度的升高，可能在軸向上由一個(gè)竄動(dòng)，故只能把一段在水平位置固定，另一端應(yīng)當(dāng)由一個(gè)余量。由于外壁厚大概在 1216mm，故螺釘選擇內(nèi)六角錐端緊定M1250（補(bǔ)償拆卸） 。根據(jù)機(jī)械零件手冊(cè) ，螺釘連接時(shí)，必須保證螺釘?shù)妮S線(xiàn)與板的邊緣距離 e=d+36mm。故取之承辦的厚度為 202=40mm。上下端都為圓弧，分別是 R=0.35m,R=0.8m。由于內(nèi)筒較薄，而且筒體傾斜角為 2.3，故螺釘也不成受太大的力。故每一塊支

31、撐板只用一個(gè)緊定螺釘定位?？偣残枰?12 個(gè)螺釘。支撐板的長(zhǎng)度的確定：參考標(biāo)準(zhǔn)件滾動(dòng)軸承的寬度，對(duì)于滾動(dòng)軸承當(dāng)內(nèi)徑d=70，外徑 D=150mm 時(shí)，寬度 B 是 35mm,那么按比例放大，則支撐板長(zhǎng)度可取L=350mm。較核螺栓的應(yīng)力支撐板主要受的是剪力，故只需較核螺栓的剪應(yīng)力，每個(gè)螺栓受的剪應(yīng)力： （4-2412sin螺釘MqZ12） =.233)1012(4123 . 2sin58 . 910176. 0 =0.26Mpa在機(jī)械設(shè)計(jì)大典 中，許用剪應(yīng)力 （4-13）ssa遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙15在靜載荷下取 1.5，脈動(dòng)載荷下取 2.0，在此計(jì)算時(shí)取 2.0。對(duì)于螺釘，材

32、料使用的是碳鋼，其=195Mpamins=195/2=97.5 Mpa顯然：故此設(shè)計(jì)安全。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙164.2 外筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外筒體是回轉(zhuǎn)圓筒干燥器的基體。外筒體內(nèi)即進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞與輸送物料，其設(shè)計(jì)關(guān)系到整臺(tái)干燥器的質(zhì)量。根據(jù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì) 材料一般用Q245R，普通合金鋼。故在此也選用Q245R，焊接時(shí)采用對(duì)接焊。4.2.1 外筒體的厚度確定外筒體的最小厚度公式， （4-14） cmCRKs66. 03 . 020008 . 06 . 10707. 00707. 022min2參考表 3-1，對(duì)于直徑為 1.6m，筒體厚度取 12mm.由于長(zhǎng)徑比為： 5/1.6=

33、3.11020mm，故可以按平壁面計(jì)算： （4-15）)1(0saQTT80C 下， （4-16）CmWTTm/0604. 0)7080(00014. 0059. 0)(00014. 000T0=80C 環(huán)境溫度為 Ta=10C室內(nèi)直徑小于 2 的圓筒體的 s=1.169=10.44(W/m2C)則mmm47047. 0)44.101801080(0604. 0遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙18取保溫層的厚度為 50mm。根據(jù)保溫層外表面溫度較核：通過(guò)熱能手冊(cè) ，知煙道的表面溫度 Ts=45C,則保溫層的最小厚度為：.508 . 5108 . 51045458044.100604. 03

34、0mmmmmTTTTaSSs故保溫層的厚度取 50mm，材料為泡沫石棉。（3） 、保溫層重量線(xiàn)密度 qt=A （4-17） =)2()210100(4502222232DD=)024. 06 . 1 ()024. 021 . 06 . 1 45022=13.2 kg/m4.2.3 外筒體的載荷計(jì)算（1）筒體的自重估算 mtDqs/477. 0012. 0)012. 06 . 1 (85. 7)(85. 722考慮滾圈下墊板加厚等，單位長(zhǎng)度重量取：mtqqss/596. 0477. 025. 125. 1（2）保溫層的重量 qt=13.2kg/m=0.0132t/m（3）物料重量 （4-18）2

35、4Dqsm式中：煤的重度 s=0.81t/m，煤的填充系數(shù) =0.05；筒徑 D2=1.6m則 mtqm/082. 06 . 1405. 081. 02遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙19（4）內(nèi)筒體及其支撐板的重量?jī)?nèi)筒 q1=0.176 t/m.支撐物 每一塊支撐板的體積：3332103 . 610350)35. 08 . 0(1022mV則每一塊的重量kgq14.49108 . 7103 . 633支總共有 62=12 個(gè)支撐板，則內(nèi)筒與支撐板的總重量是：mkgZZqq/29451214.4951761214.491內(nèi)它們作用于外筒內(nèi)壁的力，全部分布在2L 長(zhǎng)的支撐板上，則q內(nèi)=mtm

36、kg/1 . 2/210021035052943（5）齒圈重量 P1由于外筒外需報(bào)一層石棉，故齒圈應(yīng)盡量與某一個(gè)托輪近一些，故將齒圈安裝在離左托輪 0.5m 處。根據(jù)干燥設(shè)備手冊(cè) ，齒寬的估算，據(jù)統(tǒng)計(jì)，齒寬BG2/m 一般為9.51.3，取 8（m 為模數(shù)） 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算電機(jī)功率： （4-19）ZnDKND3式中：K抄板系數(shù) 升舉式且填充率 0.1，取 0.03；煤的重度 0.81t/m;n轉(zhuǎn)速 4rpm；則 。 kwND2456 . 181. 003. 03查表（3-4） ，N=2kw 時(shí)，模數(shù)取 15。那么齒寬 BG2=158=120mm，輪幅寬度b=0.135 BG2=0.1351

37、20=16.2mm，表表 3 3- -4 4 模模數(shù)數(shù)和和功功率率的的關(guān)關(guān)系系N(kw)3002001251006540、2825遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙20m（mm）45、4040、3633、30、2825、2215、16、18輪殼寬度 b1=0.35 BG2=0.35120=42mm。利用體積的填補(bǔ)求法估算齒圈體積，在幾何中能把齒圈等效成一個(gè)寬的圓環(huán)。21bb 查表 3-5，D2=1.6 故按彎曲應(yīng)力較核，安全。4.2.6 筒體變形計(jì)算（1） 、撓度計(jì)算，可把筒受的載荷分成3 部分，即頭部、跨間、尾部。、1）均布載荷 q2 引起的最大撓度 （4-)245(3842421maxE

38、IZqym26）式中：Zm=3 m=300 cm在 80C 下，E=2.05106kgf/cm2I慣性矩 （4-)(64424DDI外27） 46441097. 1160)22 . 1160(64cm=31mhZZ則 cmy526641max1014. 9)31245(1005. 21097. 13843005 . 7懸臂端 （4-)361(243231,EIZqZymhDC28） cm5326641064. 4)3133161(1097. 11005. 2243001005 . 72)均布載荷 q內(nèi)引起的撓度遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙24a 懸臂端 （4-EIalFayDC3)(2

39、22,29） cm46621056. 21097. 11005. 23)75300(7521352cmyyDCDC442,2,1041. 3341056. 275. 01b 跨間 （4-cmFaly46621max1057. 11097. 11005. 239230）3）集中力 P1=1200 kgf 引起的撓度，如圖 4-11。圖圖 4 4- -1 11 1 集集中中力力引引起起的的撓撓度度跨間最大值： （4-EIlalFay39)(223max31） 3001097. 11005. 239)50300(50120066322=8.2210-5cm （4-32）EIlblFab6)(max遼

40、寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙25弧度6661015. 13001097. 11005. 26)250300(250501200cmZyhDC6max3,1015. 1tan假設(shè)各個(gè)最大值都在同一截面且同一方面，那么跨間 （4-33）3max2max1maxmaxyyyy cm45451031. 31022. 81057. 11014. 9懸臂端 3,2,1,DCDCDCDCyyyy （4-cm46451089. 31015. 11041. 31064. 434） mmmmmmZym/3 . 0/101 . 13101031. 334max mmmmmmZyhDC/3 . 0/1089.

41、31101089. 334,故筒體變形滿(mǎn)足要求。（2）截面變形的簡(jiǎn)單計(jì)算工作狀態(tài)下滾圈與筒體若無(wú)間隙，則該段筒體的變形等于滾圈的變形，滾圈變形的橢圓度（最大直徑與最小直徑之差） （4-35）rcEIQRW30814. 0式中：Q支撐載荷，Q=Fmax=F1+F1+P2P2為滾圈的質(zhì)量 估算Gr=0.1Q=0.13610=361 kgf.遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙26取 450kgf。即 P2=450 kgf則 Q=2610+1000+450=4060 kgf=40.6 kN.平均半徑 Rc= 取 Rc=190/2=95 cm.22CDr（Dr為滾圈半徑， Dr=1.17D2=1.17

42、1.6=1.872m，取 Dr =190cm） 。彈性模量 E=2.05106 kg/cm2截面慣性矩 ， (4-36) 123hBIrrh滾圈斷面高度 h=0.07D=0.07160=11.2cm；Br滾圈高度， Br （4-DrQiPE) 1(218. 02037） i為滾圈與托輪直徑之比 查托輪標(biāo)準(zhǔn)表表 4-6 拖拖輪輪安安裝裝尺尺寸寸表表（ m mm m）地腳螺栓載荷（t）DBEFHhLl個(gè)數(shù)n孔徑 10200210A+810580160160A+69050063320300250A+960710220180A+84063063380400310A+1120740250200A+104

43、0660633因?yàn)?1400DW=0.18cm故截面變形較核也合格。4.2.7 筒體安裝尺寸計(jì)算由于干燥器的筒體較長(zhǎng)，安裝時(shí)是在常溫條件下，而工作時(shí)溫度較高，則產(chǎn)生熱膨脹 （4-)(01ttZZm39）熱膨脹系數(shù)，對(duì)于鋼 =1.210-5 m/(m.C)，Zm跨矩為 3m，t0=10C， t1=80C則 mmZ5 . 2105 . 2)1080(3102 . 135故筒體安裝是應(yīng)當(dāng)能使筒體能竄動(dòng)2.5mm。4.3 滾圈的設(shè)計(jì)滾圈固定在外筒體上，在由兩個(gè)托輪支撐，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)托輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而且轉(zhuǎn)筒的重量全部由 2 個(gè)滾圈支撐。4.3.1 滾圈材料的選擇根據(jù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì) 中列舉的常用滾圈與托輪材料，如

44、下表 。表表 4-7 滾滾圈圈、拖拖輪輪材材料料與與許許用用應(yīng)應(yīng)力力拖 輪滾 圈材料硬度HB材料硬度HB許用接觸應(yīng)力P0（kgf/cm2）K2P0218. 0E(E2kg610許用彎曲應(yīng)力b（kgf/cm2）遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙28f/)2cmZG310-570170ZG3514037500.03175019015540000.272800ZG340-640210ZG4517045000.0215900滾圈材料選用 ZG 310-570，正火處理；對(duì)應(yīng)托輪材料用 ZG 340-640，正火處理。需用接觸應(yīng)力是 P0=4000 kgf/cm2=400Mpa。4.3.2 滾圈的結(jié)構(gòu)

45、形式滾圈有多種斷面：實(shí)心矩形、正方形、空心箱形等，小型的回轉(zhuǎn)圓筒也有用鋼軌或型鋼彎接而成。它有以下幾種截面型式：(1)矩形滾圈(2)箱形滾圈(3)剖分式滾圈由于本回轉(zhuǎn)圓筒尺寸不大，選擇矩形滾圈，此類(lèi)滾圈形狀簡(jiǎn)單，制作簡(jiǎn)單。 為了減少筒體與滾圈之間的磨損，在滾圈與筒體之間安裝墊板墊板的安裝形式有如圖 4-12 幾種。圖圖 4-12 松松套套式式滾滾圈圈的的墊墊板板與與擋擋板板形形式式1- -墊墊板板 2- -擋擋板板 3- -間間隙隙 4- -擋擋圈圈在圖中選擇（ b）型墊板，墊板與滾圈之間留有間隙，但間隙不能過(guò)大。否則遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙29易產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，接觸面磨損更大。其之

46、間的關(guān)系如圖4-13 表示。圖圖 4-13 矩矩形形滾滾圈圈對(duì)于筒體直徑在 1.6m 以下，選取墊板的厚度為 30mm，圓周上分布 12 塊墊板與筒體之間的固定由兩種方法：（1）采用焊接方法。焊后可加工墊板外圓，安裝方便，對(duì)間隙的控制較準(zhǔn)確。但由于墊板傳遞筒體與滾圈間的巨大壓力和筒體軸向竄動(dòng)力，試點(diǎn)板與筒體弧面不可能完全貼和，若墊板周邊全部與筒體焊接，全部與筒體焊接，會(huì)在焊縫中產(chǎn)生很大應(yīng)力而造成墊板與筒體開(kāi)裂。開(kāi)裂厚又要重復(fù)補(bǔ)焊，容易產(chǎn)生焊接應(yīng)力。因此有些設(shè)計(jì)僅在墊板一端連接焊縫，其余部位點(diǎn)焊或間斷焊。（2）采用鉚接。其主要優(yōu)點(diǎn)是更換方便，避免切割焊縫對(duì)筒體的損傷，也不存在焊接應(yīng)力。但不便于對(duì)

47、墊板外圓作整體加工，安裝找正比較麻煩。綜合兩種方法，第（ 1）中較好些，易于找正，傳動(dòng)比較方便。故選用焊接方法。焊接時(shí)盡量保證焊接質(zhì)量，減少?zèng)]有必要的焊接應(yīng)力。筒體和墊板固定時(shí)，采用松套式。因?yàn)閾跬搀w少有彎取時(shí)，允許滾圈與筒體之間發(fā)生少許的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以大大減少托輪對(duì)滾圈和筒體產(chǎn)生的附加作用力。4.3.3 滾圈、拖輪接觸應(yīng)力計(jì)算（1）確定滾圈、托輪直徑見(jiàn)表4-8。表表 4 4- -8 8 滾滾圈圈、托托輪輪直直徑徑滾滾圈圈外外徑徑D Dr r與與筒筒體體直直徑徑 D D 的的比比值值滾圈截面形狀筒體直徑D（m）滾圈外徑 Dr（m）截面高度 H（m）遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙303.5

48、（1.251.1）D（0.090.055）D矩形3.5（1.211.17）D（0.880.05）D3（1.201.25）D（0.110.09 ）D筒形3（1.251.2）D（0.100.02）D此干燥器無(wú)襯里， Dr取 1.17D2=1.171.6=1.872m，取整 Dr=1.9m。滾圈與托輪直徑之比為 i(3I8.53.5Ddf 21.51.61.61.835841430i遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙36對(duì)于功率 N=3kw，比較小，參照模數(shù)與功率的關(guān)系，此傳動(dòng)件的模數(shù)取12mm。則齒圈的齒數(shù)范圍為：。取 z2=216，那么小齒輪的齒數(shù)為：24021422mdzf 27821621Gizz（1）材料的選擇 根據(jù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì) ，小齒輪的尺寸不大，適